DRM數位廣播接收機之設計與驗證分析

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姓名

黃惟雅(Wei-ya Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

DRM數位廣播接收機之設計與驗證分析
(Design and Analysis of DRM Receiver)

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摘要(中)

數位生活已是目前的趨勢，當前的數位廣播主要有音訊數位廣播DAB (Digital Audio Broadcasting)與全球數位廣播DRM (Digital Radio Mondiale)，分佈於不同的頻段，DAB能取代類比FM廣播，而DRM則是取代類比AM廣播，傳輸範圍甚至能遍及全球。
正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術擁有節省頻寬的優勢，已成為新的無線通訊應用中最熱門的選擇，DRM亦採用OFDM系統，其傳輸的訊號有音訊、文字與圖片，因此在螢幕上可以顯示廣播相關訊息，助於聽眾快速瀏覽收聽內容。
在本論文中，透過DRM的規格進行接收端的設計分析與實現。在實現部分：利用個人電腦(PC)內部的傳輸器傳送資料，並以個人電腦的MATLAB軟體錄製並處理訊號，如同步機制、通道估測與訊號解碼；在分析部分：依照DRM規格產生訊號，設計濾波器，以及分析接收端在不同的時序偏移、載波偏移與取樣偏移所造成的影響。

摘要(英)

There is a tendency towards Digital life. In recently digital broadcasting technique, such as Digital Audio Broadcasting (DAB) and Digital Radio Mondiale (DRM), occupy different frequency bands. DAB replace analogue Frequency Modulation (FM) radio while DRM replace analogue Amplitude Modulation (AM) radio. Especially DRM can transmit worldwide.
OFDM technique becomes popular choice of wireless communication application because the advantage of high frequency efficiency. DRM using OFDM system can transmit voices, characters, and figure data. Therefore, the audience can get information more clearly.
Designing and analyzing the DRM receiver is the topic in this thesis. The receiver process the real signal recorded on a personal computer, including low-pass filter design, synchronization schemes, channel estimation.

關鍵字(中)

★ 正交分頻多工
★ 同步
★ 全球數位廣播系統

關鍵字(英)

★ OFDM
★ Synchronization
★ DRM

論文目次

中文摘要 ----------------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 ---------------------------------------------------------------------------------- ii
致謝 ---------------------------------------------------------------------------------------- iii
目錄 ---------------------------------------------------------------------------------------- iv
圖目錄 ------------------------------------------------------------------------------------ vii
表目錄 -------------------------------------------------------------------------------------- x
第一章緒論 -------------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究動機與背景 ----------------------------------------------------------- 1
1.2 章節提要 -------------------------------------------------------------------- 2
第二章全球數位廣播系統規格簡介 -------------------------------------------- 3
2.1 OFDM 簡介 ---------------------------------------------------------------- 3
2.2 DRM 系統規格與參數 --------------------------------------------------- 6
2.2.1 基本架構 -------------------------------------------------------------- 6
2.2.2 傳輸端 ----------------------------------------------------------------- 9
2.2.3 通道模型 ------------------------------------------------------------ 12
第三章全球數位廣播接收機設計 --------------------------------------------- 18
3.1 前級數位訊號處理 ------------------------------------------------------ 18
3.1.1 模式偵測 ------------------------------------------------------------ 19
3.1.2 數位降頻器設計 --------------------------------------------------- 20
3.2 同步機制 ------------------------------------------------------------------ 22
3.2.1 符碼時序同步 ------------------------------------------------------ 22
3.2.2 載波頻率同步 ------------------------------------------------------ 25
3.2.3 取樣頻率同步 ------------------------------------------------------ 29
3.2.4 同步架構下的接收端系統架構 --------------------------------- 35
3.3 通道估測與等化 --------------------------------------------------------- 36
3.3.1 最小平方法通道估測 --------------------------------------------- 36
3.3.2 內插通道響應估測 ------------------------------------------------ 37
第四章模擬結果與分析 --------------------------------------------------------- 39
4.1 電腦模擬分析討論 ------------------------------------------------------ 39
4.1.1 模式估測之模擬結果 --------------------------------------------- 39
4.1.2 數位降頻器設計之模擬結果 ------------------------------------ 39
4.1.3 符碼時序同步模擬結果 ------------------------------------------ 41
4.1.4 載波頻率同步模擬結果 ------------------------------------------ 42
4.1.5 取樣頻率同步模擬結果 ------------------------------------------ 44
4.1.6 通道估測與等化之模擬結果 ------------------------------------ 49
4.2 實錄訊號的結果討論 --------------------------------------------------- 50
4.2.1 前級數位訊號處理 ------------------------------------------------ 50
4.2.2 同步機制相關估測結果 ------------------------------------------ 55
4.2.3 通道估測與等化結果 --------------------------------------------- 57
第五章結論與未來發展 --------------------------------------------------------- 61
參考文獻 --------------------------------------------------------------------------------- 62

參考文獻

[1] “Digital Radio Mondiale (DRM): System specification”, European Telecommunications Standard Institute, ETSI ES 201 980 v2.2.1, Oct. 2005.
[2] F. Hofmann, C. Hansenand and W. Schäfer, “Digital Radio Mondiale (DRM) digital sound broadcasting in the AM bands,” IEEE Trans. On Broadcasting, pp.319-328, Vol.49, Sept. 2003.
[3] Lin Zeng, Peng Zhang, Shuzheng Xu, and Huazhong Yang, “Robustness Mode Detection Algorithm in the DRM System,” IEEE Trans. on Broadcasting, pp.792-797, Vol. 54, No. 4, Dec. 2008.
[4] A. F Kurpiers and V. Fischer, “Open-source implementation of a Digital Radio Mondiale (DRM) receiver,” Ninth International Conference on HF Radio Systems and Techniques, pp. 86-90, Conf. Publ. No. 493, June 2003.
[5] M. Speth, S. Fechtel, G. Fock, and H. Meyr, “Optimum Receiver Design for Wireless Broad-Band Systems Using OFDM-Part I,” IEEE Trans. on Communications, pp.1668-1677, Vol. 47, No. 11, Nov. 1999.
[6] Paul F. Hultquist, “NUMERICAL METHODS FOR ENGINEERS AND COMPUTER SCIENTISTS”, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1988
[7] Bernard Kolman, David R. Hill, “Elementary Linear Algebra”, Eighth Edition, Pearson Education Inc., 2004.

[8] 廖貴平，“DMB-T數位電視廣播接收機之內接收機設計”，中央大學碩士論文。
[9] 林韋丞，“高速移動環境下DVB-T數位電視廣播之同步”，中央大學碩士論文。
[10] Official DRM Website. [Online]. Available: http://www.drm.org
[11] Official DRM Website. [Online]. Available: http://www.drmradio.co.uk

指導教授

陳逸民(Yih-min Chen)

審核日期

2009-7-22

推文